水力空化因其在發(fā)生過程中產生巨大的能量,近年來成為眾多水處理學者的研究重點,然而這種技術并不成熟還沒有被工廠大規(guī)模使用,因此需要研究水力空化特性,為將來應用奠定基礎。為探究水力空化應用前景,本文主要通過FLUENT流場模擬、亞甲基藍降解、納米羥基磷灰石分散研究了水力空化的氧化特性與分散特性�；贔LUENT軟件K-ε模型對孔板水力空化反應器中流體流動進行數(shù)值模擬,選擇孔隙率與孔數(shù)相同排布不同、孔數(shù)與排布相同孔隙率不同、孔隙率相同孔數(shù)不同三種規(guī)律的系列孔板模擬分析初步得出結論:所做系列孔板空化器中,圓環(huán)排布比交錯排布、十字排布的孔板空化器的空化效果要好;相同排布的孔板孔徑小的孔板空化器空化效果要好;相同孔隙率孔數(shù)多的孔板空化器空化效果要好。水力空化降解有機物特性采用亞甲基藍為水中模擬污染物,研究了操作條件與孔板結構對亞甲基藍降解效果的影響,其中孔板結構采用了與模擬部分相同的規(guī)律,除了討論水力空化氧化降解有機物特性外,目的還在于對模擬部分進行實驗驗證。通過實驗數(shù)據(jù)分析得出以下規(guī)律,亞甲基藍降解率隨著初始濃度的增加而降低,隨著溶液溫度與入口壓力增加有先增大后減小的趨勢,隨著空化時間的延長不斷增加,最終趨于平緩。水力空化技術降解亞甲基藍最佳操作條件為:入口壓力0.35 MPa、時間4.0 h、MB初始濃度0.53 mg·L-1、溶液溫度35 ℃,最佳工藝下MB降解率平均值為11.9%。水力空化降解有機物符合一級動力學反應模型。將最佳孔板空化器進行應用性研究,對水中納米羥基磷灰石進行分散實驗,由Zeta電位儀、SEM分析得知,水力空化-分散劑聯(lián)合作用對水中納米羥基磷灰石分散效果較好。水力空化-分散劑分散水中納米羥基磷灰石最佳工藝為:HA濃度0.50 g·L-1、Nap:HA為10:1、入口壓力0.35 MPa、空化時間25 min、空化溫度20 ℃。分散后的分散體系剩余沉降率平均為82.0 w%,粒徑平均為191.2 nm。
【學位單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TV131.3
【部分圖文】：

?天津科技火學碩士學位論文???１．６．２研究內容??課題研宄內容為：ＦＬＵＥＮＴ軟件模擬、水力空化氧化降解特性、水力空化分散特??性．具體包括如下：??（１）基于ＦＬＵＥＮＴ軟件ｋ－Ｓ模型對孔數(shù)與孔徑相同孔排布方式不同、孔數(shù)相同孔??徑不同、孔隙率相同孔數(shù)不同的多孔孔板空化器進行數(shù)值模擬，由湍動能分布圖初步??探討孔板平面結構對空化效果的影響，模擬流程如圖１－１所示；???????

２．２．１水力空化裝置??水力空化實驗裝置主要是由管路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測量系統(tǒng)組成的一個循環(huán)系統(tǒng)，??實驗裝置見圖２－１，具體實物見圖２－２。管路系統(tǒng)包括水泵、空化反應器、水箱，冷卻??系統(tǒng)是由冷凝管構成，測量系統(tǒng)由壓力表、溫度傳感器、流量計等組成。循環(huán)系統(tǒng)管??路有主路和旁路，冷凝器維持水溫恒定，旁路上的調節(jié)閥３可以調節(jié)入口壓力和主路??流量，主路上安裝有孔板水力空化反應器。???＼??壓力表１?壓力表２??＿?ｙｊＫ?ｐｉ??０?０?ａ?ｆ?？??－Ｔ?＇?？??調節(jié)閥３?Ａ?空化反應器?溫度傳感器???ｘ?ｎ???調節(jié)閥１???出水口??：箱圍二雜器??進水口??Ｑ?＾?ｖ??Ｌ?＼?調節(jié)閥２??水泵??圖２－１水力空化實驗裝置結構示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??，ｍ??畫重」：ｙ??圖２－２水力空化實驗裝置實物圖??Ｆｉｇ．?２－２?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｄｅｖｉｃｅ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ??ｌｉ??

２．２．１水力空化裝置??水力空化實驗裝置主要是由管路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測量系統(tǒng)組成的一個循環(huán)系統(tǒng)，??實驗裝置見圖２－１，具體實物見圖２－２。管路系統(tǒng)包括水泵、空化反應器、水箱，冷卻??系統(tǒng)是由冷凝管構成，測量系統(tǒng)由壓力表、溫度傳感器、流量計等組成。循環(huán)系統(tǒng)管??路有主路和旁路，冷凝器維持水溫恒定，旁路上的調節(jié)閥３可以調節(jié)入口壓力和主路??流量，主路上安裝有孔板水力空化反應器。???＼??壓力表１?壓力表２??＿?ｙｊＫ?ｐｉ??０?０?ａ?ｆ?？??－Ｔ?＇?？??調節(jié)閥３?Ａ?空化反應器?溫度傳感器???ｘ?ｎ???調節(jié)閥１???出水口??：箱圍二雜器??進水口??Ｑ?＾?ｖ??Ｌ?＼?調節(jié)閥２??水泵??圖２－１水力空化實驗裝置結構示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??，ｍ??畫重」：ｙ??圖２－２水力空化實驗裝置實物圖??Ｆｉｇ．?２－２?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｄｅｖｉｃｅ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ??ｌｉ??
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本文編號：2891081